NRAM – nanorurki, które zastąpią układy pamięci NAND/flash

Firma Nantero opracowała technologię produkcji układów scalonych zawierających węglowe nanorurki, które w opinii specjalistów zastąpią za kilka lat standardowe układy pamięci typu DRAM oraz NAND/flash. NRAM (Nonvolatile RAM) pracują setki razy szybciej od pamięci NAND/flash i tak samo jak one przechowują dane bez konieczności stałego zasilania.

Węglowe nanorurki mają cylindryczny kształt. Cylindry są bardzo małe – mają średnicę od jednego do dwóch nanometrów. Dla porównania, ludzki włos jest 50 tys. razy grubszy. Są przy tym wytrzymalsze od stali (nawet do 50 razy) i przewodzą elektryczność dużo lepiej niż jakikolwiek materiał używany obecnie do produkcji układów scalonych. Nadają się więc doskonale do budowania układów pamięci.

Opracowane przez firmę Nantero układy NRAM pracują równie szybko co pamięci DRAM, a jednocześnie pozwalają na przechowywanie danych bez konieczności podtrzymywania zasilania. Pamięci wykorzystujące węglowe nanorurki są też wyjątkowo energooszczędne - pobierają dużo mniej prądu niż układy NAND/flash czy DRAM. Oznacza to, że przenośne urządzenia wykorzystujące taka pamięć będą mogły pracować dużo dłużej bez konieczności doładowywania zasilających je baterii.

NRAM – nanorurki, które zastąpią układy pamięci NAND/flash

Układy NRAM mają też inne ważne zalety. Są bardzo żywotne i mogą pracować w nieprzyjaznym otoczeniu. Układy takie zostały swego czasu zainstalowane na pokładzie wahadłowca Atlantis i przetestowane przez agencję kosmiczną NASA oraz firmę Lockheed Martin. Okazało się, że pracując w ekstremalnych warunkach, jeśli chodzi o temperaturę oraz wysoki poziom promieniowania, pamięci pracowały stabilnie i nie uległy uszkodzeniu.

Firma Nantero powstała w 2001 roku i od tego czasu rozwija technologię wytwarzania węglowych nanorurek udoskonalając technologię ich produkcji. warto zauważyć, że technologia ta znajduje się też w kręgu zainteresowań takich potentatów, jak IBM i Intel. Ale Nantero twierdzi, że opracowane przez nią rozwiązania zostały dopracowane w szczegółach i już obecnie gotowa jest na uruchomienie produkcji takich układów pamięci na masową skalę.

Specjaliści twierdzą, że pamięci oparte na węglowych nanorurkach znajdą zastosowanie nie tylko w urządzeniach mobilnych czy pecetach, ale wkroczą również do urządzeń obsługujących środowisko sieciowe Internet of Things oraz do urządzeń typu wearable czyli takich, które użytkownik nosi na sobie. Z racji na małe wymiary będą też mogły z powodzeniem być instalowane w goglach obsługujących aplikacje wirtualnej rzeczywistości.

Firma Nantero nie zamierza sama produkować pamięci NRAM, ale zapowiada, iż będzie udzielać licencji na ich wytwarzanie dostawcom układów scalonych. Pierwsze układy NRAM będą instalowane w tych samych modułach, w których są obecnie instalowane układy DRAM. Chodzi o zapewnienie zgodności i możliwości łatwej instalacji nowych układów w standardowych gniazdach pamięci znajdujących się na płytach głównych komputerów.

Nantero zapewnia, że opracowane przez nią układy NRAM są w pełni zgodne z produkowanymi obecnie układami pamięci DDR3 i DDR4 oraz z obsługującymi je protokołami. Dlatego producenci urządzeń mobilnych będą mogli w nich instalować takie moduły pamięci bez konieczności wprowadzania do nich jakichkolwiek poprawek – czy to do warstwy sprzętowej czy programistycznej. Będzie to możliwe, gdy produkcja takich pamięci ruszy na masową skalę, najprawdopodobniej trzeba będzie zaczekać na to jeszcze kilka lat.

NRAM – nanorurki, które zastąpią układy pamięci NAND/flash

Źródło: Nantera

Tak jak w przypadku każdej nowatorskiej technologii, pamięci NRAM będą też na początku kosztować więcej niż standardowe układy pamięci. Jest jednak pewne, iż z czasem ich cena spadnie i będą tańsze od pamięci DRAM czy NAND/flash.

Nantera chwali się, że w ciągu ostatnich dwóch lat udało jej się obniżyć koszt produkcji pamięci NRAM, aż dziesięciokrotnie. Zapewnia też, że wielu producentów układów scalonych będzie w stanie wytwarzać układy NRAM wykorzystując te same linie produkcyjne, które służą im obecnie do produkowania układów CMOS. Przedstawiciele firmy nie wymieniają jednak z nazwy producentów zainteresowanych ta technologią.

Układy zawierające węglowe nanorurki są jedną z wielu alternatywnych technologii, które w opinii specjalistów wyprą w końcu z rynku pamięci DRAM i NAND/flash. Nie nastąpi to jednak szybko. Szacuje się, że pamięci DRAM i NAND/flash znikną ostatecznie z rynku dopiero w 2022 roku. Do tego czasu będą używane razem z innymi, nowszymi układami pamięci, takimi jak opisywane tu układy NRAM, czy układy RRAM (Resistive RAM), MRAM (Magnetoresistive RAM) oraz PCM (Phase-Change Memory). Z pośród wymienionych tu alternatywnych rodzajów pamięci, technologia NRAM wydaje się być najbardziej obiecująca z tego powodu, że bazuje na nanorurkach. Oznacza to, że układy NRAM nie mają sobie równych jeśli chodzi o możliwość zagęszczania elementów. I to jest podstawowy atut tej technologii.

Naukowcy mieli do tej pory problem z węglowymi nanorurkami wynikający z tego, że oparte na ich układy pamięci pracowały mało stabilnie. Wszystko wskazuje na to, że firma Nantero poradziła sobie z tym problemem, otwierając tym samym drogę do uruchomienia w najbliższej przyszłości produkcji takich układów na masową skalę.

Do rozwiązania pozostał jeszcze jeden problem. Chodzi o to czy węglowe nanorunki są bezpieczne dla człowieka. U.S. Centers for Disease Control and Prevention (instytucja zajmująca się tym zagadnieniem) bada cały czas tę kwestię. Nantero uspokaja i informuje, że kupuje węglowe nanorunki od brytyjskiej firmy Thomas Swan Company, która ma pozwolenie na ich produkcję i legitymuje się stosownym certyfikatem wystawionym jej przez U.S. Environmental Protection Agency.

Nantero posiada obecnie 175 patentów opisujących technologie używane przy produkcji węglowych nanorurek i współpracuje z wieloma firmami zainteresowanymi układami NRAM, takimi jak HP, ASML czy On Semiconductor.


TOP 200